La gravitation quantique à boucles et Carlo Rovelli

[viiksu]

Une theorie qu'on n'arrive pas à conceptualiser même a minima cela me gêne un peu, mais peu être que ce sera le cas des théories futures.

http://www.cnrs.fr/publications/imag...06_Rovelli.pdf

De sa majesté himself.
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[invite54165721]

je regarde la figure 3 de cet article de rovelli.
il y introduit les mousses de spin.
on n'y parle peut etre pas de temps mais sur cette figure on voit bien qu'il y a un axe vertical et des lignes verticales
qui ne font pas partie des fleches des réseaux de spin qu'elles relient. est ce qu'elles déterminent une découpe temporelle?

[Deedee81]

Une theorie qu'on n'arrive pas à conceptualiser même a minima cela me gêne un peu

Bien d'accord. Mais faut laisser le temps au temps.
Toutes les théories passent par les mêmes stades : constructions théoriques - validations - approfondissement/nettoyage/reformulations plus propres - interprétations/conceptualisations/....
Ici on est en plein dedans, ce qui peut être frustrant quand on essaie d'en avoir une vue extérieure.
Et en plus..... ça traine un peu (essentiellement à cause de la difficulté d'avoir des données expérimentales dans ce domaine).

[Olorin]

Bonjour Deedee,

J'ai une question pour un spécialiste de la gravité quantique comme toi: quelles seraient selon toi les conséquences de l'existence d'une masse grave négative pour les particules d'antimatière dans le cadre de la poursuite d'une théorie quantique de la gravitation? N'y a t-il pas là une piste/ouverture prometteuse? Si la gravité devient attractive et repulsive comme l'est l'interaction électromagnétique, est-ce que ça ne pourrait pas faciliter le travail des théoriciens d'une certaine façon?

[Gilgamesh]

Note : la notion de gravité répulsive existe déjà dans le formalisme basique de la relativité générale. C'est le rôle assignée à la constante cosmologique. Mais ça ne s'exprime pas comme une masse grave négative. Notamment parce que la relativité générale élimine le concept même de masse grave... Il n'existe que la masse inertielle. La gravité répulsive concerne notamment le vide dont le tenseur énergie-impulsion s'écrit avec les termes diagonaux de densité d'énergie ρ et de pression P (ρ P P P) avec P = -ρ.

[viiksu]

Il n'est pas clair si les cellules/volumes fondamentaux sont des espaces ou des espaces-temps si ce sont des espaces-temps, le temps est donc inscrit dans la chair de la chair de l'univers, si ce ne sont "que" des espace alors le temps naîtrait/émergerait de leur relation entre eux dans le réseau de spin, mais que sont ces relations ?

[Olorin]

Bonjour Gilgamesh,

Note : la notion de gravité répulsive existe déjà dans le formalisme basique de la relativité générale. C'est le rôle assignée à la constante cosmologique. Mais ça ne s'exprime pas comme une masse grave négative. Notamment parce que la relativité générale élimine le concept même de masse grave... Il n'existe que la masse inertielle. La gravité répulsive concerne notamment le vide dont le tenseur énergie-impulsion s'écrit avec les termes diagonaux de densité d'énergie ρ et de pression P (ρ P P P) avec P = -ρ.

Je parle bien du concept de masse grave négative, effectivement à priori non-compatible avec les postulats de la RG, le principe d'équivalence notamment ( je dis bien à priori, car Villata postule que la RG prédit l'antigravitation de l'antimatière par conservation du théorème CPT, mais son article est controversé...http://iopscience.iop.org/article/10.../94/20001/meta). La RG est une théorie falsifiable, la découverte d'antimatière antigravitationnelle éliminerait la RG telle que comprise actuellement. La RG n'élimine pas l'antimatière anti-gravitationnelle tant que l'hypothèse n' a pas été testée, seule l'experience peut le faire. Je proposais ici d'explorer les implications théoriques pour la gravité quantique de ce dernier scénario dans le cas d'un résultat positif d'AEGIS, donc de l'existence de masse grave négative pour l'antimatière.

[Deedee81]

Salut,

J'ai une question pour un spécialiste de la gravité quantique comme toi: quelles seraient selon toi les conséquences de l'existence d'une masse grave négative pour les particules d'antimatière dans le cadre de la poursuite d'une théorie quantique de la gravitation? N'y a t-il pas là une piste/ouverture prometteuse? Si la gravité devient attractive et repulsive comme l'est l'interaction électromagnétique, est-ce que ça ne pourrait pas faciliter le travail des théoriciens d'une certaine façon?

Ca ne changerait pas grand chose. Les difficultés dans la quantification de la gravité sont bien plus profondes que ça. De plus, le plus gros des problèmes est le manque de données expérimentales et aucune astuce théorique ne résoudra ça.

mais son article est controversé...

Y compris par moi. Faudrait retrouver le message dans le forum (le forum de débat) mais j'avais dressé une liste de problèmes avec son approche.

Ceci dit, avoir des masses négatives n'est pas un problème en RG. Ca change juste le tenseur énergie-impulsion, ni plus, ni moins.

[Olorin]

Ceci dit, avoir des masses négatives n'est pas un problème en RG. Ca change juste le tenseur énergie-impulsion, ni plus, ni moins.

Même si les masses graves deviennent opposées en signe aux masse inertes, c'est à dire même si:
avec
la masse inerte d'une particule et sa masse grave ? Cela viole le principe d'équivalence de manière assez flagrante, la RG peut survivre à ça? J'ai du mal a voir comment, mais peut être as-tu une piste de réponse.

[Deedee81]

Cela va t'étonner mais en relativité générale il n'y a pas de masse grave. C'est l'énergie qui intervient dans l'équation d'Einstein, et le signe de T00 peut parfaitement être négatif, pas de lézard.
Quand au principe d'équivalence il prend juste la forme géométrique : "en chaque point de la variété espace-temps, l'espace tangent est un espace-temps de Minkowski". Et la masse.... n'intervient pas !!!!

Ceci dit, je ne dis pas que changer le signe de T00 est sans risque. Peut-être peut-il y avoir des inconsistances ? Je ne sais pas, je n'ai pas vérifié. Mais j'en serais fort surpris.

[invite54165721]

on n'est pas hors sujet?

[viiksu]

on n'est pas hors sujet?

I think so

[0577]

Bonjour,

C'est l'énergie qui intervient dans l'équation d'Einstein, et le signe de T00 peut parfaitement être négatif, pas de lézard.

Sauf que pour les antiparticules, T_00 est positif (dans les accélérateurs de particules, les antiparticules se comportent comme prédit par la théorie quantique des champs, avec une énergie positive). Mesurer un effet antigravitationnel pour les antiparticules contredirait quasiment tout ce qu'on croit savoir sur la gravitation à basse énergie.

[invite54165721]

Dans l'article decité (lien dans le post 32) rovelli définit les mousses de spin. il écrit que l'intersection avec une hypersurface
donne un réseau de spins, ca fait penser en rg a la découpe en tranches de type espace a temps constant
fait il de meme? Et si non il introduit le temps comment?

[Deedee81]

Salut,

Cela va t'étonner mais en relativité générale il n'y a pas de masse grave. C'est l'énergie qui intervient dans l'équation d'Einstein, et le signe de T00 peut parfaitement être négatif, pas de lézard.
Quand au principe d'équivalence il prend juste la forme géométrique : "en chaque point de la variété espace-temps, l'espace tangent est un espace-temps de Minkowski". Et la masse.... n'intervient pas !!!!
Ceci dit, je ne dis pas que changer le signe de T00 est sans risque. Peut-être peut-il y avoir des inconsistances ? Je ne sais pas, je n'ai pas vérifié. Mais j'en serais fort surpris.

Petit détail : il y a quand même un soucis avec les géodésiques (une attraction ne saurait correspondre aux mêmes géodésiques qu'une répulsion). D'où sans doute les théories bimétriques. Là ça va au-delà de la RG en effet. Mais faudra creuser un peu plus, ce n'est pas du tout ma spécialité. Mais wikipedia est assez prolifique sur le sujet.

Et cela confirme d'ailleurs la remarque de 0577 :

Sauf que pour les antiparticules, T_00 est positif (dans les accélérateurs de particules, les antiparticules se comportent comme prédit par la théorie quantique des champs, avec une énergie positive). Mesurer un effet antigravitationnel pour les antiparticules contredirait quasiment tout ce qu'on croit savoir sur la gravitation à basse énergie.

Mais je serais quand même plus dubitatif pour la dernière phrase (bien que depuis les expériences avec Babar, je ne suis pas vraiment en faveur d'une surprise antigravitationnelle, je ne serai vraiment pas surpris si Aegis ou Alpha montrent que les antiparticules se comportent "normalement").

Bon, j'arrête sur ce H.S. désolé, et j'en reviens à nos moutons (ils sont bouclés ) :

Dans l'article decité (lien dans le post 32) rovelli définit les mousses de spin. il écrit que l'intersection avec une hypersurface
donne un réseau de spins, ca fait penser en rg a la découpe en tranches de type espace a temps constant
fait il de meme? Et si non il introduit le temps comment?

Je n'ai pas lu cet article et je ne comprend pas trop bien la remarque.
Et il y a trop longtemps que j'ai potassé les mousses de spins. Ca fait des bulles dans ma tête

Quelque chose qui peut aider car je sais que là c'est plutôt bien écrit.
Ici : http://www.cpt.univ-mrs.fr/~rovelli/book.pdf (version gratuite, édition précédente)
Section 9.1 il explique assez bien comment passer des réseaux de spins aux mousses de spins.
Ca devrait aider celui qui essaie de comprendre comment le temps émerge des boucles.

Deux prérequis :
- un peu de ce qui précède (par exemple il fait références aux propagateurs et amplitudes de transition, mais en suivant les numéros de formules indiqués et en piochant, ça doit suiffire)
- connaitre la technique (au moins au niveau vulgarisé) des intégrales de chemin, wikipedia peut aider.

Désolé, je n'arriverai pas à plus aider sans me replonger moi-même longuement dans tout ça. Je ne maîtrise pas assez en profondeur pour traduire en vulgum lingua le formalisme mathématique que j'ai potassé difficilement il y a déjà pas mal d'années. Je dois bien reconnaitre mes propres limites.
(EDIT j'ai bien l'intention de m'y replonger. Je fais des vidéos sur la MQ et j'ai bien l'intention de présenter aussi la GQ, mais : il faudra pas mal de temps avant que j'arrive jusque là et pour le moment je fais une pause épistémologique )

[viiksu]

Bonjour,
Sauf que pour les antiparticules, T_00 est positif (dans les accélérateurs de particules, les antiparticules se comportent comme prédit par la théorie quantique des champs, avec une énergie positive). Mesurer un effet antigravitationnel pour les antiparticules contredirait quasiment tout ce qu'on croit savoir sur la gravitation à basse énergie.

On fabrique aujourd'hui de l'anti-hydrogène ne saurions nous pas déjà s'il était repoussé par la terre? L'expérience GBAR vise à étudier leur chute sur 20 cm et non pas leur ascension.Si j'ai bien compris le but est de savoir si le principe d'équivalence est valable pour l'anti-matière.

[Deedee81]

On fabrique aujourd'hui de l'anti-hydrogène ne saurions nous pas déjà s'il était repoussé par la terre?

La réponse est..... bientôt mais pas encore.
J'ai été voir les explications sur AEGIS (on n'a pas de nouvelle et j'essayais d'en savoir plus). Ils expliquent les conditions difficiles pour avoir de l'anti-hydrogène au repos (sinon c'est pas la peine), stable (dans un vide ultrapoussé) et observable (il est neutre). Et les problèmes liés au fait que les perturbations sont beaucoup plus fortes que l'effet gravitationnel (quel que soit son sens).

C'est donc en réalité infiniment plus difficile à vérifier que n'en donne l'impression de l'expérience (simple) de principe.

Tiens, récemment on parlait des différentes expériences autour de ça. Voici une bonne page :
https://en.wikipedia.org/wiki/Antiproton_Decelerator

Quand on voit ça, on se rend bien compte qu'on sera vite fixé (je prend les paris (*) : avant fin 2019 )

(*) je parie un saucisson, j'aime bien le saucisson .

[viiksu]

Quand on voit ça, on se rend bien compte qu'on sera vite fixé (je prend les paris (*) : avant fin 2019 )

(*) je parie un saucisson, j'aime bien le saucisson .

+ le champagne on va pouvoir faire un picnic

[Olorin]

Petit détail : il y a quand même un soucis avec les géodésiques (une attraction ne saurait correspondre aux mêmes géodésiques qu'une répulsion). D'où sans doute les théories bimétriques. Là ça va au-delà de la RG en effet. Mais faudra creuser un peu plus, ce n'est pas du tout ma spécialité. Mais Wikipedia est assez prolifique sur le sujet.

J'ai déterré au cours de mes recherches un article intéressant de Bondi qui date de 1957 et intitulé "Negative mass in general relativity"( "https://sci-hub.tw/10.1103/RevModPhys.29.423"). Il essaye de construire des solutions de la métrique impliquant une masse positive et une masse negative. Apparemment il trouve un espace-temps borné par des géodésiques nulles: "By virtue of Eqs. (33), metric (34) is established only for . What happens on and beyond this boundary?
It is clear from the structure of (34) that the boundary consists of parts of two null geodesics" et donc qui aboutissent à des problèmes de continuité qu'il estime insoluble: "As the boundary is a null geodesic the continuationof the metric beyond it is not uniquely defined. Itwould be most attractive to find a continuation of (34) that was free of singularities and of matter, and comprised all space-time. The mathematical difficulties of finding such a continuation appear to be formidable and have so far proved unsurmountable. It is also aninteresting and significant problem to establish the existence of such a continuation, but this too has so far defied solution." Maintenant je remarque qu'il y a eut d'autres tentatives après lui ( faire une recherche scholar avec les termes "negative mass" et "general relativity", mais je n'ai pas eut le temps d'examiner les articles.

je parie un saucisson, j'aime bien le saucisson

et

le champagne on va pouvoir faire un picnic

Je relève les paris ! Moi je préféré le rhum au champagne, mais j'aime bien le saucisson aussi ! Disons que si je perd j'offre un saucisson à l'un et une bouteille de champ à l'autre et si je gagne vous vous débrouillez pour m'offrir ma bouteille de rhum et mon saucisson!

[bel23]

bonjour, j'ai 3 questions différentes:

Quand la gravité déforme l'espace-temps, que ce passe t'il au niveau quantique par rapport à un autre lieux de l'espace-temps ?

Comment le temps est-il déformé par rapport à l'espace, y a t'il une dépendance ou sont-ils interdépendant ?

Si j'ai bien compris le temps est un changement de l'espace et la gravité peut déformer (changer ?) l'espace-temps ?

[viiksu]

Des atomes d'espace et de temps .pdf

La gravitation est l'espace-temps. Le temps est discétisé.

[Deedee81]

Salut,

Quand la gravité déforme l'espace-temps, que ce passe t'il au niveau quantique par rapport à un autre lieux de l'espace-temps ?

Rien de spécial à part une variation de l'énergie du vide (responsable d'effets tel que le rayonnement de Hawking).

Comment le temps est-il déformé par rapport à l'espace, y a t'il une dépendance ou sont-ils interdépendant ?

Ils sont interdépendants.

Si j'ai bien compris le temps est un changement de l'espace et la gravité peut déformer (changer ?) l'espace-temps ?

Le temps n'est pas un changement de l'espace (confusion avec la durée qui est le temps mis pour parcourir une certaine distance à une vitesse donnée ???)
Mais oui, la gravité déforme l'espace-temps. La relation est donnée par l'équation d'Einstein qui relie le tenseur de courbure à tenseur énergie-impulsion (matière, rayonnement)

[invite54165721]

une mousse de spin est faite de sites d'arêtes et de faces.elle n'est pas dans quelque chose .comment peut-on définir son bord?

[bel23]

donc, la gravité n'a aucun effet sur la matière mais juste sur l'espace-temps ?

si on considère des dimensions quantiques à l'univers, la gravité devrait donc modifier ses dimensions et donc modifier la matière non ?

[viiksu]

une mousse de spin est faite de sites d'arêtes et de faces.elle n'est pas dans quelque chose .comment peut-on définir son bord?

Si j'ai bien compris le temps apporte la dimension supplémentaire aux réseaux de spins et en fait une mousse. Ces réseaux de spins qui représentent l'espace dynamique changent par sauts en fonction du temps qui change aussi pas sauts.

[Deedee81]

donc, la gravité n'a aucun effet sur la matière mais juste sur l'espace-temps ?

En RG, en effet. De même en gravité à boucles automatiquement.
La matière => la courbure de l'espace-temps.
La courbure de l'espace-temps => des géodésiques non droites suivies par les corps (corps tests pour être exacts).

si on considère des dimensions quantiques à l'univers, la gravité devrait donc modifier ses dimensions et donc modifier la matière non ?

C'est quoi des "dimensions quantiques" ????

[invite54165721]

Si j'ai bien compris le temps apporte la dimension supplémentaire aux réseaux de spins et en fait une mousse. Ces réseaux de spins qui représentent l'espace dynamique changent par sauts en fonction du temps qui change aussi pas sauts.

je crois que c'est plus compliqué. dans les réseaux de spins on a des aretes tout comme dans les mousses de spins et il me semmmmmble qu'elles ont le meme statut, si c'était comme tu le dis il y aurait des aretes internes aux réseaux et d'autre qui les relieraient. ces dernieres de plus devraient etre orientées vers le futur etc.
rovelli ne repéterait pas inlassablement que le temps n'apparait pas au niveau fondamental si une mousse de spin etait une application du temps (meme si c'est N et pas R) vers l ensemble des reseaux de spins

[Deedee81]

Dans les mousses de spin, certaines arrêtes sont bien "temporelles" (en fait, c'est une représentation "à la gravité quantique à boucles" des intégrales de chemin). C'est même leur avantage (enfin, bon, sauf qu'on ne sait pas transformer les réseaux de spins en mousses de spin dans le cas général).

Ne pas oublier que l'affirmation de Rovelli fait un abus de langage, pour quelqu'un qui dit que "le temps n'existe pas", il dit aussi que le temps est caché dans l'état quantique et il parle aussi de "l'hypothèse du temps [macroscopique] thermique". Ca fait beaucoup pour quelque chose qui n'existe pas.

[bel23]

en théorie des cordes il y a des dimensions supplémentaires, certains pensent qu'il y aurait des dimensions extrêmement petites repliées sur elle mêmes par exemple, c'est ça que je nomme "dimensions quantiques", ces dimensions seraient affectées par la gravité

[Deedee81]

en théorie des cordes il y a des dimensions supplémentaires, certains pensent qu'il y aurait des dimensions extrêmement petites repliées sur elle mêmes par exemple, c'est ça que je nomme "dimensions quantiques", ces dimensions seraient affectées par la gravité

Ah oui, d'accord. En gravité quantique à boucles, on n'a pas ça. Même si les 3+1 dimensions sont "cachées" dans les états quantiques des réseaux de spin (c'est loin d'être évident).
Ceci dit, la théorie n'interdit pas de partir d'une gravité N+1. Et de plus, je sais qu'il est possible de formuler les cordes dans le formalisme des boucles (la tentative a déjà été faites, je me demande si ce n'est pas de Smolin). Pour obtenir une approche canonique des cordes. Mais connaissant le formalisme des boucles, ça doit être un vrai cauchemar de théoricien (je suppose que les cordes doivent se retrouver comme des "circuits" de valeurs de spins sur les noeuds du réseau..... GASP !).